春季小浪底出库水氨氮含量显著变化调查研究

通过对小浪底水库从入库至出库不同水深水质进行监测,并以入库水质全年最差时段采集的水样为研究对象,模拟研究泥沙对氨氮的吸附与解吸能力,以及硝酸盐氮在小浪底水库水环境(表层水有氧水环境和深层水缺氧水环境)下转化为氨氮的情况。小浪底水库水质监测及模拟研究结果表明:春季小浪底出库水氨氮含量显著增加不是小浪底水库底泥释放氨氮所致,也不是硝酸盐氮在小浪底水库水环境转化所致,而是水库上游输入引起的。     

三峡库区龙河流域降雨和人类活动对水沙关系变化贡献率分析

以三峡库区中心区域的龙河流域为研究对象,利用1963—2010年流域水沙资料,采用Pettitt突变点检验、累积距平法及双累积曲线法分析了该流域输沙量和降雨量的变化趋势,判别出降雨量在1982年、输沙量在1982年和1990年发生了突变。并采用累积量斜率变化率比较法分析了1963—1981年,1982—1990年,1991—2010年3个时段降雨量和人类活动在龙河流域输沙量变化中的相对贡献率。研究表明:以1963—1981年为基准期,1982—1990年间降雨量和人类活动贡献率分别为29.49%和60.51%,1991—2010年间分别为3.38%和96.62%;以1982—1990年为基准期时,1991—2010年人类活动对输沙减小的贡献率为100%。该研究揭示了1963—2010年输沙量的变化趋势及降雨和人类活动对其贡献率,研究不仅对该区水土流失治理、水土保持效益评价具有重要意义,同时为研究三峡水库区间水沙锐减的原因提供一定的理论支持。     

藻类快速检测新技术在三峡水华监测中的应用

近年来,三峡水库藻类水华频发,而传统的藻类检测方法由于分类鉴定工作量大,难以适应野外大批量样品快速准确分析的要求,因此,开展水华的快速监测和鉴定工作迫在眉睫。在藻类形态特征识别与快速定量检测方面,流式细胞摄像系统(FlowCAM)是目前先进可靠的方法。采用流式细胞摄像系统技术对三峡水库水华藻类样品建立了藻类特征的自动鉴定标准,进行藻类快速检测分析,并与显微镜人工检测方法进行对比研究。结果表明：三峡库区各支流采样点鉴定出的优势藻类为4~10种;小江黄石、小江河口、大宁河和梅溪河采样点优势种依次为飞燕角甲藻、微囊藻、拟多甲藻和颗粒直链藻,检测结果和显微镜方法检测结果一致;FlowCAM可在15 min内快速完成藻类鉴定分析,测量精度高,有传统检测方法不可比拟的优势。总之,FlowCAM为水华藻类的快速检测提供了一个行之有效的方法。     

三峡库区宝塔坪滑坡形成机制研究

宝塔坪滑坡是三峡库区现有成因复杂的巨型老滑坡之一,长期以来,工程界对其形成机制一直有着不同的认识。通过详细的现场调查和对勘察资料的深入分析,基于滑坡形态和结构特征,进一步探讨了宝塔坪滑坡的形成机制和演化过程。研究发现：滑坡发育受控于巴东组三段泥灰岩内部及其与二段泥岩之间的层间错动带、坡体后部卸荷裂隙带和长江下切提供的高陡临空面。根据巴东组四段紫红色泥岩在滑坡区不同高程的分布和滑坡结构分析,滑坡形成及演化具有典型“多期活动,逐级牵引”模式。该滑坡共分3期活动历史,地质力学模式均为“临空面形成-卸荷裂隙带发育-泥化的层间错动带塑流沉陷-蠕滑拉裂-滑面贯通”。每期活动牵引后部坡体变形,进而重复前一期的变形破坏过程。     

基于分形理论的汉江中下游流域径流特性分析

为了从整体上全面、科学地描述汉江中下游流域径流特性,根据中下游主要干、支流水文站的年、月径流数据,通过 ArcGIS 工作平台计算分析了各站年、 月径流分维数,并基于分形理论研究了径流过程线的形态特征。结果表明：月径流过程线可看作是一种分形,其变化的复杂程度可用分维数表征,径流调节能力较强的大流域分维数小于小流域。由于水库调蓄作用,丹江口水库建成后分维数小于建库前。相距较近的流域所处 气候、下垫面条件相同,其分维一致性较好。     

三峡水库实时调度水文气象预报应用风险及控制

为量化水文气象预报误差对水库实时预报调度的影响,以三峡水库为例,基于其历年水文气象预报信息的误差分析成果,假定入库过程,并叠加对应不同概率的预报误差,以此作为水库调洪演算模型的输入。分析了不同预见期、不同保证率水文气象误差条件下,不超过风险控制点的库水位指标,提出了三峡水库实时预报调度风险控制策略,可为水库科学调度提供参考。     

布新水库溢洪道加固设计

针对布新水库溢洪道存在的问题,提出设二级消力池重建方案,并对溢流坝进行帷幕灌浆,对泄槽及消力池底板下的水平纵、横排水系统等进行改造的设计方案。通过两年的蓄水运行证明所提出的设计方案是有效的。     

六道水库出险分析及加固方案

介绍了六道水库放水塔附近大坝内坡沉降以及外坡排水棱体管涌等险情,分析了出险原因,提出加固方案,并论述了加固方案实施的效果。     

三峡水库蓄水后守护型工程对改善长江中游航道条件的作用

运用河流动力学理论,推求出整治水位下河槽在冲刷前、后航深变化值的表达式,对表达式的理论分析结果表明,在三峡水库下泄清水冲刷的条件下,通过守护关键可动洲滩,控制航槽不向两侧展宽,同时控制航槽内低矮的洲滩不被冲蚀,使清水冲刷只向纵向发展,就能达到增加航深的目的,这正是守护型控导工程对改善航道条件的积极作用所在。以长江中游荆江藕池口河段和太平口河段为例,计算了这两个河段守护关键可动洲滩后航深的变化值,模型计算值与实测断面概化后得到的航深变化值基本一致,进一步验证了守护型工程实现航道改善的作用。     

Particle swarm algorithm with adaptive constraint handling and integrated surrogate model for the management of petroleum fields

This paper deals with the development of effective techniques to automatically obtain the optimum management of petroleum fields aiming to increase the oil production during a given concession period of exploration. The optimization formulations of such a problem turn out to be highly multimodal, and may involve constraints. In this paper, we develop a robust particle swarm algorithm coupled with a novel adaptive constraint-handling technique to search for the global optimum of these formulations. However, this is a population-based method, which therefore requires a high number of evaluations of an objective function. Since the performance evaluation of a given management scheme requires a computationally expensive high-fidelity simulation, it is not practicable to use it directly to guide the search. In order to overcome this drawback, a Kriging surrogate model is used, which is trained offline via evaluations of a High-Fidelity simulator on a number of sample points. The optimizer then seeks the optimum of the surrogate model.